ASTM A249 TP304H أنابيب ملحومة من الفولاذ المقاوم للصدأ لخدمة درجات الحرارة العالية

ما هي أنابيب ASTM A249 TP304H؟

ASTM A249 TP304H عبارة عن أنبوب ملحوم من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مصنوع وفقًا لمواصفات A249 ومخصص لخدمة درجات الحرارة المرتفعة في الغلايات وأجهزة التسخين الفائقة والمبادلات الحرارية والمكثفات. وهو يتوافق مع UNS S30409 وهو الإصدار عالي الكربون من الدرجة الأوستنيتي 18-8: يتم الاحتفاظ بالكروم بنسبة 18.0-20.0% والنيكل بنسبة 8.0-11.0%، بينما يتم رفع الكربون عمدًا إلى النطاق 0.04-0.10%.

إن مستوى الكربون المرتفع هذا هو بيت القصيد من الدرجة. عند درجة الحرارة، يعمل ترسيب الكربيد الناعم على تقوية المصفوفة الأوستنيتي ويزيد من مقاومة الزحف والتمزق الناتج عن الإجهاد، لذلك يحتفظ TP304H بقوة مفيدة حيث يتشوه TP304 ببطء تحت الحمل المستمر. نظرًا لأن الأنبوب ملحوم وليس سلسًا، فإنه يتم إنتاجه من الشريط عن طريق التشكيل واللحام، ويتم اللحام على البارد، ويتم معالجة الأنبوب النهائي بالحرارة بحيث يتصرف المفصل والمعدن الأصلي كمادة واحدة.

التركيب الكيميائي لـ TP304H (UNS S30409)

عنصر	المحتوى (الكتلة٪)
الكربون (ج)	0.04 - 0.10
المنغنيز (من)	2.00 max
الفوسفور (ف)	0.045 max
الكبريت (S)	0.030 max
السيليكون (سي)	0.75 max
الكروم (الكروم)	18.0 - 20.0
النيكل (ني)	8.0 - 11.0
الحديد (الحديد)	توازن

يعد نطاق الكربون أحد متطلبات المواصفات وليس هدفًا: الحرارة التي تقل عن 0.04% ليست TP304H، والحرارة التي تزيد عن 0.10% من شأنها أن تؤثر على قابلية اللحام ومقاومة التآكل. ولذلك يتحكم المنتجون عن كثب في الكربون الموجود في المصهور ويتحققون منه عن طريق تحليل المنتج على الأنبوب النهائي.

الخواص الميكانيكية والمعالجة الحرارية

ملكية	متطلبات
قوة الشد، دقيقة	515 ميجا باسكال (75 كيلو باسكال)
قوة الخضوع، إزاحة 0.2%، الحد الأدنى	205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال)
الاستطالة، الحد الأدنى، 50 مم (2 بوصة)	35%
صلابة، كحد أقصى	90 HRB أو 200 HV
المعالجة الحرارية الحل، دقيقة	1040 درجة مئوية (1900 فهرنهايت)، تبريد سريع

لاحظ أن الحد الأدنى لخصائص درجة حرارة الغرفة لـ TP304H هو نفس خصائص TP304؛ يشتري التعيين H أداءً في درجات الحرارة العالية، وليس قوة محيطة أعلى، ويكون مصحوبًا بحد أدنى استطالة أقل قليلاً بنسبة 35٪. تقتصر الصلابة على حوالي 90 HRB أو 200 HV، مما يحافظ على الأنبوب مطاوعًا بدرجة كافية للثني واللف وتصنيع الانحناء على شكل حرف U مع التأكد من أن محلول التلدين قد تم تنفيذه بشكل صحيح.

الأحجام والجداول والنماذج والنهايات

التجويف الاسمي من 1/8 بوصة حتى 30 بوصة، مع أحجام أكبر يتم إنتاجها حسب الطلب الخاص.

الجداول التي تغطي SCH 20، SCH 30، SCH 40، STD، SCH 60، SCH 80، XS، SCH 120، SCH 140، SCH 160 وXXS.

النوع: ملحومة ومتفجرات من مخلفات الحرب، مع عمل اللحام البارد وتصلب الأنبوب بعد اللحام.

الشكل: مقاطع أنابيب مستديرة ومربعة ومستطيلة وهيدروليكية وملفوفة.

الطول: عشوائي واحد، عشوائي مزدوج وطول القطع.

الأطراف: عادية أو مشطوفة أو ملولبة.

عادةً ما يتم توفير أنبوب TP304H الملحوم ملدنًا ساطعًا أو ملدنًا ومخللًا، وبالنسبة لواجب الضغط، يتم اختباره من خلال اختبار الضغط الهيدروستاتيكي وفحص التيار الدوامي للطول الكامل. تعد الأقطار الأكبر متطلبًا شائعًا في أعمال المرافق والعمليات، ويتم ترتيب سمك الجدار كمتوسط ​​أو الحد الأدنى للجدار اعتمادًا على ما إذا كان رمز التصميم يأخذ الفضل في الجدار الاسمي أو أنحف الجدار المقبول.

خدمة درجات الحرارة المرتفعة واللحام والفحص

تأتي قوة TP304H عند درجة الحرارة من محتواه من الكربون ومن تأثير التثبيت للهيكل الأوستنيتي، الذي يقاوم الكروية والجرافيت الذي يحد من الكربون والفولاذ منخفض السبائك. من الناحية العملية، يتم استخدام الدرجة في أنبوب التسخين الفائق وأنبوب إعادة التسخين، وتوصيلات الرأس، وسخانات العمليات، وأنابيب البخار وتجهيزات الفرن، مع درجات حرارة الخدمة عادةً في نطاق حوالي 550 درجة مئوية إلى 800 درجة مئوية.

نظرًا لأن الأكسدة والتحجيم، بدلاً من القوة الميكانيكية، تحدد عادةً الحد الأعلى العملي لدرجة الأوستنيتي 18-8، فإن المصممين يتعاملون مع ما يقرب من 800-815 درجة مئوية كحد أقصى لخدمة الضغط على المدى الطويل ويشيرون إلى جداول ضغط الكود المطبقة قبل تثبيت سمك الجدار. يتم لحام الصف بسهولة بواسطة TIG، وMIG وعمليات القوس الشائعة الأخرى؛ يتم استخدام معدن الحشو المطابق، وعادةً ما يتم تلدين الوصلة النهائية بالمحلول أو على الأقل تخفيف الضغط عندما تكون الخدمة شديدة، لاستعادة مقاومة التآكل حول المنطقة المتأثرة بالحرارة. يتبع فحص هذا المنتج إطار العمل A249 ويغطي تحليل المنتج، واختبار الشد والصلابة، واختبارات التسطيح والانحناء، والاختبار الهيدروستاتيكي، وفحص التيار الدوامي أو الموجات فوق الصوتية للحام والطول الكامل، وفحوصات الأبعاد قبل تعبئة الأنبوب في صناديق تصدير مقاومة للرطوبة.

التعليمات

س: ماذا يعني H في TP304H؟
يشير الحرف H إلى درجة الأوستنيتي عالية الكربون. تم تحديد الكربون بنسبة 0.04-0.10%، مقارنة بنسبة 0.08% كحد أقصى لمعيار TP304، مما يحسن قوة الزحف والتمزق الناتج عن الإجهاد للخدمة طويلة المدى عند درجة حرارة مرتفعة.

س: ما هي درجة حرارة الخدمة القصوى لأنبوب ASTM A249 TP304H؟
يتم استخدام الدرجة من 550 درجة مئوية تقريبًا إلى حوالي 800 درجة مئوية، وعادةً ما تمتد جداول ضغط الكود من خدمة الضغط 304H إلى حوالي 815 درجة مئوية. وفوق هذا النطاق، يتم التحكم في الأكسدة والقياس، وليس القوة، وبالتالي فإن الحد الفعلي يعتمد على الغلاف الجوي ورمز التصميم المطبق.

س: هل TP304H أقوى من TP304 في درجة حرارة الغرفة؟
الحد الأدنى لقوة الشد 515 ميجا باسكال، وقوة الخضوع 205 ميجا باسكال وحد الصلابة 90 HRB هي نفسها كما في TP304. تظهر ميزة TP304H فقط في درجات الحرارة المرتفعة، حيث يقاوم محتوى الكربون العالي الزحف.

س: لماذا يجب أن يكون اللحام باردًا قبل المعالجة الحرارية النهائية؟
تعمل عملية اللحام على البارد على تحسين هيكل الصب الناتج عن اللحام وإزالة هندسة الخرزات التي قد تكون بمثابة رافعة للضغط. وبدمجه مع محلول التلدين، فإنه يسمح للمفصل الملحوم بمطابقة المعدن الأصلي في خدمة الثني والضغط، وهو ما تتطلبه مواصفات A249.

س: هل يمكن ثني أنبوب TP304H ولفه لحزم المبادلات الحرارية؟
نعم. إن حد الصلابة البالغ حوالي 90 HRB والحد الأدنى للاستطالة 35٪ يحافظ على الأنبوب الملدن المرن بدرجة كافية لأعمال الانحناء على شكل حرف U والملف والتصنيع، بشرط أن يتبع الثني الممارسة العادية للأنبوب الأوستنيتي ويتم التعامل مع المقاطع المنحنية دون تلوث.

س: ما هي الاختبارات المتوفرة مع أنبوب A249 TP304H؟
تتضمن الوثائق النموذجية تحليل المنتج، ونتائج الشد والصلابة، واختبارات التسطيح والانحناء، واختبار الضغط الهيدروستاتيكي، وفحص التيار الدوامي أو الموجات فوق الصوتية للحام والطول الكامل، وكلها يمكن إرجاعها إلى رقم الحرارة الموجود في شهادة المطحنة.